激光加工陶瓷裂纹抑制：理论分析与实验验证

"激光加工陶瓷裂纹行为的理论分析及实验验证" 本文主要探讨了激光加工陶瓷过程中裂纹形成和扩展的理论分析与实验研究。在激光打孔和切割陶瓷时，由于激光产生的高温会导致材料内部产生热应力，进而引发裂纹。作者通过建立二维温度场模型，对脉冲激光打孔的热应力分布进行了计算，预测了可能出现的两种裂纹形态，即径向裂纹和环形裂纹，并进一步预测了裂纹扩展的两种方式——发散型和回归型。 为了减少或避免裂纹的产生，作者提出了一系列策略。这些策略包括降低加工区域的温度、减小热影响区以及增加孔径或切缝宽度，以降低热应力。此外，通过对模型参数和激光加工工艺参数的深入探讨，作者认为采用低占空比（脉冲持续时间与脉冲周期的比例）、高辅助气体压力以及离焦加工是优化激光工艺参数的有效途径。 文章通过实际的激光加工实验，对氧化铝陶瓷和单晶硅进行了处理，验证了理论预测的裂纹产生和扩展情况。实验结果证实了上述策略的有效性，表明通过参数优化可以实现陶瓷的无裂纹激光加工。这些发现对于提高激光加工陶瓷的精度和质量具有重要的实践意义，同时为激光加工技术在精密陶瓷制造领域的应用提供了理论依据和参考。 关键词：激光技术；激光加工；陶瓷；裂纹行为；温度场模型；切割实验 文章发表于某一期刊，具体刊号为“文章编号：０２５８－７０２５（２００８）０９－１４０１－０８”，并被分类为“V261.8；TQ174.75”，文献标识码为“A”。研究结果为激光加工陶瓷提供了新的理解和改进方案，有助于推动该领域的科技进步。